WO2020161129A1 - Roboter mit wenigstens einer abdeckung und wenigstens einem kontaktsensor - Google Patents

Roboter mit wenigstens einer abdeckung und wenigstens einem kontaktsensor Download PDF

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WO2020161129A1
WO2020161129A1 PCT/EP2020/052741 EP2020052741W WO2020161129A1 WO 2020161129 A1 WO2020161129 A1 WO 2020161129A1 EP 2020052741 W EP2020052741 W EP 2020052741W WO 2020161129 A1 WO2020161129 A1 WO 2020161129A1
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WO
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structural component
cover
wall section
switching strip
side wall
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PCT/EP2020/052741
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus WUENSCH
Veronika ZUMPE
Original Assignee
Kuka Deutschland Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • B25J19/063—Safety devices working only upon contact with an outside object
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic

Definitions

  • the invention relates to a robot with a robot arm, having several motor-driven joints and several links which connect two adjacent joints of these driven joints to one another, at least one of these links having a load-bearing structural component that is designed to transmit forces and / or moments from an adjacent joint to the other adjacent joint, the structural component being provided with at least one cover that at least partially covers the structural component and at least one contact sensor.
  • EP 3 246 137 A1 describes a robot and specifically a structural component that is covered by a cover, with several deformation layers as well as a capacitive sensor and a piezo sensor being accommodated in a sandwich construction between the structural component and the cover.
  • the object of the invention is to further develop a robot, in particular to provide at least one structural component of the robot arm of the robot with a collision detection device which is particularly simple and yet very reliable.
  • a robot with a robotic arm having several motor-driven joints and several links that connect two adjacent joints of these driven joints to one another, at least one of these links having a load-bearing structural component that is designed to transmit forces and / or moments from an adjacent joint to the other neighboring joint, the structural component having at least one cover that at least partially covers the structural component
  • the cover and at least one contact sensor are provided, and the at least one contact sensor is designed as a switching strip arranged between the structural component and the cover, and a movable mounting of the cover on the structural component that is spring-preloaded into the basic position of the cover, by an inherent elasticity of the switching bar is set.
  • the invention provides a cladding for robots which also integrates contact sensors into the robot in a simple manner.
  • One advantage can be the quick and uncomplicated assembly and disassembly of the covers on the robot structure without the need for additional spring elements for the sensors.
  • the overall system also has a simple structure.
  • Another advantage can be that inexpensive contact sensors, in particular switching strips, can be used to implement various actuation / release forces and thus the sensitivity of the robot in the corresponding axes, orientations and / or areas can be set modularly in a simple manner.
  • Multi-axis collision detection can also be carried out with a one-dimensional contact sensor by means of a multiple arrangement and a sensible geometric design of the covers.
  • Another advantage can be that with the presented solution even on a separate or. separate guidance between the robot structure and cover can be dispensed with.
  • the inventive covers, one-dimensional contact sensors and switching strips are described in connection with structural components of a robot arm, this does not mean that the structural components must be part of a human-like arm. Rather, the covers according to the invention, one-dimensional contact sensors and switching strips can be provided on structural components of any robot, as far as this makes constructive sense.
  • the at least one contact sensor, in particular the at least one switching strip itself takes on the functionality of a guide element. It is particularly advantageous in such an arrangement that the switching strip itself also provides the necessary spring properties for the preload.
  • This arrangement means that the overall structure is simple and the at least one cover of the robot structure can be easily and quickly assembled and also dismantled again, for example for service and repair purposes. If the switching strips are thus also used as guide elements, there are two basic possibilities for arranging these sensor elements. In the corresponding embodiments, in particular as shown in the figures of the invention, collisions can be detected in at least two axes.
  • the at least one contact sensor is designed as a switching strip arranged between the structural component and the cover, and a movable mounting of the cover on the structural component that is spring-loaded into the basic position of the cover is set by an inherent elasticity of the switching strip, separate spring elements can be omitted .
  • the spring force of the cover stored on the structural component can be adjusted by the number, position and shape of the switching strips, the cover and / or the structural component.
  • the sensor can be a collision sensor.
  • the sensor can also have a different function.
  • a human-robot interaction can take place and the user can, for example, guide the robot hand and then the switching strips - as an alternative or in addition to the collision function - are used to send a signal as to detect an input command by touching the cover, for example with a hand or a finger of a user.
  • the cover can have a central wall section which is designed to partially cover a first surface of the structural component and at least two side wall sections delimiting the central wall section from opposite sides, at least a first side wall section of the cover having a second surface of the structural component partially or completely overlaps and at least a second side wall section of the cover a third surface of the structural component, which is opposite the second surface of the structural component, partially or fully overlaps, and the second surface of the structural component has at least one first projection, which with egg Ner first undercut on the inside of the first Be tenwandabitess the cover cooperates in order to keep the cover spring-biased in its basic position on the structural component against loosening from the structural component and / or the third surface of the structural component we have at least one second projection which cooperates with a second undercut on the inside of the second side wall section of the cover in order to keep the cover spring-biased in its basic position on the structural component against loosening from the structural component.
  • the cover presses elastic sections of the switching strip together by an amount that is smaller than an amount that would electrically trigger the switching strip. If the cover is resiliently mounted on the structural component and accordingly the at least one switching strip is elastically pre-deformed, in particular is elastically compressed, the switching strip is each but not yet triggered electrically. Rather, a residual path remains, ie a residual deformability on the switching strip, if the cover is resiliently mounted on the structural component, so that in the event of a collision the cover can additionally be moved (against the bias) in order to then trigger the switching strip.
  • the first projection of the structural component can be formed from a first guide element formed in one piece on the structural component or a separately formed first guide element fastened to the structural component, where the first undercut of the cover, which encompasses the first guide element, of a first bend portion or first groove of the first side wall section is formed, and / or the second projection of the structural component can be formed by a second guide element formed in one piece on the structural component or a separately formed second guide element fastened to the structural component, the second undercut of the cover engaging around the second guide element Second to bug section or second groove of the second seewandab section is formed.
  • the first projection of the structural component can be formed by a first switching strip attached to the structural component
  • the first undercut of the cover encompassing the first switching strip is formed by a first Umbugab section of the first side wall section, and / or the second projection of the structural component can be formed by a second switching strip attached to the structural component, wherein the encompassing the second switching strip second undercut of the cover is formed by a second bend portion of the second side wall portion.
  • the switching strips are attached directly to the structural component. This can be done for example via a Klebever connection.
  • the shape of the cover is preferably chosen so that it can be placed around the structural component of the robot arm like a kind of cover, at least in the areas where the switching strips are fixed.
  • the switching strips can be compressed in the x-direction and y-direction by an amount as described above ben, whereby the necessary biasing force is generated.
  • the value for the offset between the cover and the structural component can be selected.
  • the pre-tensioning force between the cover and the structural component increases, and thus the force required to trigger the sensor decreases.
  • the switching strip has a degressive spring behavior, for example due to its cross-sectional shape and / or its Komprim istsver hold (similar to a disc spring)
  • both actuation force and actuation travel can be varied via the bias.
  • the actuating force can be reduced by a higher preload.
  • the switching strip can therefore have a similar spring behavior as a disc spring.
  • the position of the switching strips can be changed. If the spring preload is increased, the path that has to be overcome in order to actuate the sensor element is reduced. If an undercut is provided on the cover, this ensures that the switching strips are triggered if the cover should be knocked off due to a collision. Thus, for example, the robot stops when this happens.
  • the first switching strip and / or the second switching strip can be connected to a control device of the robot, which is designed to generate a signal that indicates an error state when the cover is detached from the structural component and the first fold-over section of the first side wall section of the Cover actuates the first switching strip and / or the second folding section of the second side wall section of the cover actuates the second switching strip.
  • the switching afford not only to detect a touch, a manual movement, a manual operation and / or a collision by pressing against the cover, but also serve as a safety device that prevents unintentional loosening ie the cover of the structural component with the same sensors can recognize exactly these safety edges.
  • the cover may have a central wall section which is designed to partially cover a first surface of the structural component and at least two side wall sections delimiting the central wall section from opposite sides, at least a first side wall section of the cover having a second surface of the structural component partially or completely overlaps and at least a second side wall section of the cover a third surface of the structural component that corresponds to the second surface surface of the structural component is opposite, partially or fully overlaps, and the second surface of the structural component has at least one first undercut which cooperates with a first projection formed on the inside of the first side wall section of the cover, which is formed by a first switching strip
  • the cover spring-biased in its basic position on the structural component against loosening from the structural component and / or the third surface of the structural component has at least one second undercut which is connected to a second projection formed on the inside of the second side wall section of the cover, which is formed by a second switching strip, cooperates to keep the cover spring-biased in its basic position on the structural component secured against loosening from the structural component.
  • the safety edges are attached directly to the cover. This can be done for example by an adhesive or clamp connection. If the switching strips are mounted on the cover, the cover together with the switching strips only needs to be guided over the structural component. Here, too, the offset between the structural component and the cover can be used to define how much the switching strips are compressed during assembly and thus pretensioned. It is important here that the path to preload remains less than the path that has to be overcome when the safety edges are actuated from the idle state. Due to the pre-tensioning force, the cover sits securely on the robot structure, ie the structural component, even without an additional guide element.
  • an undercut can be provided on the structural component or a small additional element can be attached, for example by gluing. This element operates the safety edge if the output cover should detach from the structural component and the robot stops.
  • a mounting bevel on the additional element or on the undercut of the structural component makes it easy to mount the cover on the structural component.
  • the first switching strip and / or the second switching strip can be connected to a control device of the robot, which is designed to generate a signal that indicates a fault condition when the cover detaches from the structural component and thereby the first undercut of the second surface of the Structural component actuates the first switching strip of the cover and / or the second undercut of the third surface of the structural component actuates the second switching strip of the cover.
  • the at least one switching strip can be designed as an electro-mechanical switch that has at least one electrical conductor that is embedded in an electrically insulating profile made of an elastic material.
  • the profile can have two conductors which are arranged parallel to one another at a distance from one another and which extend longitudinally through the profile.
  • an electrical circuit is closed when the profile is compressed until the two conductors make electrical contact.
  • a single electrical conductor can pull through the longitudinal extension of the profile, this one conductor is formed from a serial chain of a plurality of microswitches.
  • an electrical circuit is opened when the profile is compressed so far that one of the microswitches opens.
  • the cover can have a central wall section which is designed to partially cover a first surface of the structural component and at least two side wall sections delimiting the central wall section from opposite sides, at least a first side wall section of the cover having a second surface of the structural component partially or completely overlaps and at least a second side wall section of the cover a third surface of the structural component that is opposite the second surface of the structural component, partially or fully overlaps, and an inner side of the cover facing the structural component, in particular the middle wall section, of the first side wall portion and / or the second side wall portion, one or more protruding ribs which are formed on the at least one
  • the contact area between the cover, which can be provided with ribs, for example, and the switching strips is a further parameter which influences the sensitivity of the switching strips.
  • Switching strips can be varied without the switching strips themselves having to be structurally changed or replaced by others.
  • a plurality of ribs can be arranged next to one another in a linear chain, for example in the form of diamonds or crosses on the cover, the chain extending along the longitudinal extent of the switching strips. In such an arrangement, only short sections of each leg of the diamond-shaped or cross-shaped structures of the ribs rest on the switching strips.
  • the plurality of ribs can be arranged next to one another in a linear chain, for example in the form of diamonds or crosses on the cover, the chain extending along the longitudinal extent of the switching strips.
  • both the short sections of each leg of the diamond-shaped or cross-shaped structures of the ribs rest on the switching strips and in addition there are two legs of the diamond-shaped or cross-shaped structures of the ribs provided with additional bars that are also on the
  • the additional webs are only arranged between two legs in each case, the respectively adjacent pairs of legs being formed without additional webs, i.e. the respective adjacent pairs of legs remain free.
  • the additional webs extend along the longitudinal extent of the switching strips.
  • the plurality of ribs can be arranged next to one another in a linear chain, for example in the form of rhombuses or crosses on the cover, the chain extending along the longitudinal extensions of the switching strips.
  • both the short sections of each leg of the rau ten-shaped or cross-shaped structures of the ribs rest on the switching strips and in addition, two legs of the diamond-shaped or cross-shaped structures of the ribs are provided with additional webs, which are also on the
  • the additional webs are not only arranged between two legs in each case as in the second embodiment variant, the respectively adjacent pairs of legs being formed without additional webs, i.e. each of the neighboring pairs of legs remain free, but all legs or. Pairs of legs are connected with webs, so that in this respect a web runs through all transverse ribs and extends at least almost completely over the length of the associated switching strip.
  • the additional bridges extend along the longitudinal extent of the switching strips.
  • a particularly advantageous embodiment of the overall system can be achieved by providing ribs on the structural component or on the cover.
  • the contact surface between the cover, which can be provided with ribs, for example can, and the safety edges is another parameter that influences the sensitivity of the safety edges.
  • the operating force can be varied in a targeted manner by means of the geometry of the ribs.
  • the safety edge does not have to be changed.
  • the ribs ensure that the safety edge is always triggered in the event of a collision, regardless of where the force is introduced on the cover.
  • a cleverly arranged pattern of the ribs also gives the cover sufficient rigidity while at the same time being light and compact, and the force is transferred to the switching strip from the point of application of force to the contact surface of the ribs.
  • the cover and / or the structural component can have at least one light source, in particular an LED, which is connected to a control device of the robot, wherein the control device is set up, in the event of a triggering actuation of the at least one switching strip, a triggering state of the switching strip Signal by controlling the light source, in particular the LED on the robot arm visually display.
  • at least one light source in particular an LED
  • the control device is set up, in the event of a triggering actuation of the at least one switching strip, a triggering state of the switching strip Signal by controlling the light source, in particular the LED on the robot arm visually display.
  • Fig. 1 shows an exemplary robotic arm with several joints and links connecting these joints
  • Fig. 2 a schematic representation in a sectional view of a first embodiment of a structural component and a cover with molded-on projections on the structural component in a basic position;
  • Fig. 3 is a schematic representation in a sectional view of the first embodiment of the structural component and the cover with molded projections on the structural component according to FIG. 2 in a depressed collision position,
  • Fig. 4 is a schematic representation in a sectional view of a second embodiment of a structural component and a cover with separate projections on the structural component in a basic position;
  • Fig. 5 is a schematic representation in a sectional view of the second embodiment of the structural component and the cover with separate projections on the structural component according to FIG. 4 in a depressed collision position
  • Fig. 6 shows a schematic representation in a sectional view of a third embodiment of a structural component and a cover with lateral switch strips on the structural component in a basic position
  • Fig. 7 is a schematic representation in a sectional view of the third embodiment of the structural component and the cover with lateral switching strips on the structural component according to FIG. 6 in a depressed collision position
  • FIG. 8-10 schematic representations of various embodiments of projecting ribs on an inner side of the cover
  • Fig. 11 is a perspective exploded view of an exemplary structural component that has a plurality of switching strips, with a cover shortly before it is put on and with a defined shape for easy assembly.
  • Fig. 1 shows a representative exemplary embodiment of a robot 1 with a robot arm 2 and a control device 3 belonging to it.
  • the robot arm 2 has several links 4 and joints 5 which adjust the links 4 in relation to one another.
  • Each joint 5 is driven by a joint motor of the robot arm 2.
  • the control device 3 is designed and set up to control the articulated motors in order to move the links 4 of the robot arm 2 by automatically setting the joints 5.
  • the robot arm 2 has several motor-driven joints 5 and several links 4, each of which connects two adjacent joints 5 of these driven joints 5 miteinan, with at least one of these links 4 having a load-bearing structural component 6 which is designed to transmit Movements, forces and / or moments from an adjacent joint 5.1 to the other adjacent joint 5.2.
  • Fig. 2 to Fig. 7 has the robot arm 2 at least one of the structural components 6 has a cover 7 that at least partially covers the assigned structural component 6 and at least one contact sensor 8.
  • the at least one contact sensor 8 is designed according to the invention as a switching strip 8.1 arranged between the structural component 6 and the cover 7.
  • the cover 7 has a middle wall section 7.3 which is designed to cover a first surface 6.1 of the structural component 6 and at least two side wall sections 7.1, 7.2 delimiting the middle wall section 7.3 from opposite sides, with at least one first side wall section 7.1 of the Cover 7 partially or completely overlaps a second upper surface 6.2 of the structural component 6 and at least one second side wall section 7.2 of the cover 7 partially or completely overlaps a third surface 6.3 of the structural component 6, which lies opposite the second surface 6.2 of the structural component 6.
  • the second surface 6.2 of the structural component 6 has at least one first projection 9.1, which cooperates with a first undercut 10.1 on the inside of the first side wall section 7.1 of the cover 7 to spring the cover 7 in its basic position (Fig. 2, Fig. 4) to hold the structural component 6 secured against loosening from the structural component 6.
  • the third surface 6.3 of the structural component 6 can have at least one second projection 9.2, which is provided with a second undercut 10.2 on the inside of the second side wall section 7.2 of the cover 7 cooperates to keep the cover 7 spring-preloaded in its basic position (FIGS. 2, 4) on the structural component 6 and secured against loosening from the structural component 6.
  • the first projection 9.1 of the structural component 6 is formed by a first guide element 11.1 molded in one piece on the structural component 6 and the second projection 9.2 of the structural component 6 is formed by a second guide element 11.2 molded in one piece on the structural component 6.
  • the first projection 9.1 of the structural component 6 is formed by a separately formed first guide element 12.1 fastened to the structural component 6
  • the second projection 9.2 of the structural component 6 is formed by a separately formed second guide element that is fastened to the structural component 6 12.2 formed.
  • the first undercut 10.1 of the cover 7 engaging around the first guide element 12.1 is formed by a first groove 13.1 of the first side wall section 7.1 and the second undercut 10.2 of the cover 7 encompasses the second guide element 12.2 formed two th groove 13.2 of the first side wall section 7.1.
  • the first projection 9.1 of the structural component 6 is formed by a first switching strip 8.1 attached to the structural component 6, the first switching strip 8.1 encompassing the first back cut 10.1 of the cover 7 is formed by a first Umbugab section 14.1 of the first side wall section 7.1, and the second projection 9.2 of the structural component 6 is formed by a second switching strip 8.2 attached to the structural component 6, wherein the second undercut 10.2 of the cover 7 encompassing the second switching strip 8.2 is formed by a second bend section 14.2 of the second side wall section 7.2.
  • the first switching strip 8.1 and / or the second switching strip 8.2 is connected to the control device 3 (FIG. 1) of the robot 1, which is designed to generate a signal that indicates a fault condition when the cover 7 detaches from the structural component 6 and the first to bug section 14.1 of the first side wall section 7.1 of the cover 7 actuates the first switching strip 8.1 or the second folding section 14.2 of the second side wall section 7.2 of the cover 7 actuates the second switching strip 8.2.
  • These safety edges not only detect when e.g. the cover would loosen, but generally if a touch or a collision occurs.
  • the cover 7 has a central wall section 7.3 which is designed to cover a first upper surface 6.1 of the structural component 6 and has at least two side wall sections 6.2 and 6.3 delimiting the central wall section 7.3 from opposite sides , wherein at least a first side wall section 7.1 of the cover 7 partially overlaps a second surface 6.2 of the structural component 6 in the case of the present exemplary embodiment and at least a second side wall section 7.2 of the cover 7 a third surface 6.3 of the structural component 6, the second surface 6.2 of the structural component 6 is opposite, in the case of the present perennialsbei game also partially overlaps.
  • the second surface 6.2 of the structural component 6 has because of the one-piece first guide element
  • the third surface 6.3 of the structural component 6 also has a second undercut 15.2 in this embodiment, which is formed with a second projection 16.2 formed on the inside of the second side wall section 7.2 of the cover 7, which is formed by a second switching strip 8.1 , cooperates to de-bias the cover 7 fe in its basic position on the structural component
  • the cover 7 with its attached to the first side wall section 7.1 and the second side wall section 7.2 mallli chen switching strips 8.1 as second projections 16.2 limit the first undercut 10.1 or. the second undercut 10.2.
  • the control device 3 (Fig. 1) of the robot 1, which is designed to generate a signal that indicates an error state when the cover 7 is detached from the structural component 6 and the first back cut 15.1 of the second surface 6.2 of the structural component 6 or. due to the integrally formed first guide element 11.1, the first switching strip 8.1 of the cover 7 actuated and / or the second undercut 15.2 of the third surface 6.3 of the structural component 6 or. on- reason of the integrally formed second guide element
  • the cover 7 can have an inner side facing the structural component 6, i. E. in particular the middle wall section 7.3, the first side wall section 7.1 and / or the second side wall section
  • each on the inside have one or more protruding ribs 17, which are designed to touch the at least one switching strip 8.1 so that the one or more protruding ribs 17 when the cover 7 moves relative to the structural component 6 actuate the at least one switching strip 8.1.
  • an outer side of the structural component 6 facing the cover 7, in particular the first surface 6.1, the second surface 6.2 and / or the third surface 6.3, can also have one or more protruding ribs 17 which are formed on the at least one Switching strip 8.1 to be in contact in such a way that the one or more protruding ribs 17 actuate the at least one switching strip 8.1 when the cover 7 moves relative to the structural component 6.
  • a plurality of ribs 17 are arranged next to one another in a linear chain, for example in the form of rhombuses or crosses, or any other geometry, on the cover 7, the chain extending along the longitudinal extension of the
  • Switching strips 8.1 extends.
  • FIG. 8 are accordingly - as indicated by the dashed Darge presented frame 19 - only short sections of each leg of the diamond-shaped or cross-shaped structures of the ribs 17 on the switching strips 8.1.
  • the plurality of ribs 17 are arranged next to one another in a linear chain, for example in the form of rhombuses or crosses on the cover 7, the chain extending along the longitudinal stretches of the switching strips 8.1.
  • FIG. 9 are accordingly - as indicated by the frame 19 shown in dashed lines - both the short sections of each leg of the diamond-shaped or cross-shaped structures of the ribs 17, as in the version according to FIG.
  • additional Lich two legs of the diamond-shaped or cross-shaped structures of the ribs 17 are provided with additional Ste gene 20, which are also on the switching strips 8.1.
  • the additional webs 20 are, however, only arranged between two legs in each case, the respectively adjacent pairs of legs being formed without additional webs 20, ie the respectively adjacent pairs of legs remain free.
  • the plurality of ribs 17 are arranged next to one another in a linear chain, for example in the form of rhombuses or crosses on the cover 7, the chain extending along the longitudinal stretches of the switching strips 8.1.
  • the frame 19 shown in dashed lines - both the short sections of each leg of the diamond-shaped or cross-shaped structures of the ribs 17, as in the version according to FIG. 8 on the switching strips 8.1 and additionally Lich two legs of the diamond-shaped or cross-shaped structures of the ribs 17 are provided with additional Ste gene 20, which are also on the switching strips 8.1.
  • the additional webs 20 are in the third Ausry approximately variant according to FIG.
  • the Verrippun conditions or. the contact areas can be varied as required, depending on the requirements.
  • the cover 7 and / or the structural component 6 can have at least one light source 18, in particular an LED, which is connected to the Steuervor direction 3 of the robot 1, the STEU er device 3 is set in the case of a triggering actuation of the at least one switching strip 8.1, a signal characterizing the triggering state of the switching strip 8.1 is visually displayed on the robot arm 2 by activating the lighting means 18, in particular the LED.
  • at least one light source 18, in particular an LED which is connected to the Steuervor direction 3 of the robot 1
  • the STEU er device 3 is set in the case of a triggering actuation of the at least one switching strip 8.1
  • a signal characterizing the triggering state of the switching strip 8.1 is visually displayed on the robot arm 2 by activating the lighting means 18, in particular the LED.
  • the fig. 11 shows a perspective view of an exemplary structural component 6, which is shown in simplified form as a cuboid, and a hood-like cover 7 during an assembly movement (arrows).
  • the structural component 6 has at its in Fig. 11 upwardly facing first surface 6.1 two mutually spaced apart, parallel extending switching strips 8.1.
  • the in Fig. 11 forward-facing, long second surface 6.2 has a single switching strip 8.1.
  • the in Fig. 11, the long third surface 6.3, which is not visible and opposite the second surface 6.1, has a single switching strip 8.1.
  • the in Fig. 11 forward-facing, short surface has a short switching strip 8.1 and the invisible, the front short surface is The opposite short surface also has a short switching strip 8.1.
  • the side wall sections 7.1, 7.2 of the cover 7 can, as shown in Fig. 11 is shown with
  • Slits 21 may be provided.
  • the elasticity of the side wall sections 7.1, 7.2 can be increased locally in a targeted manner in order to snap the cover 7 onto the structural component 6 in a simple manner or. To be able to snap open.
  • the three-dimensional axis status can also be monitored without having to use a three-dimensional force sensor. All that is required is to provide the cover on the structural component and the switching strips in the corresponding directions.
  • Fig. 11 a possible arrangement is visualized. As described, the switching strips are arranged in the x-direction and y-direction. In addition, further safety strips with tripping direction in the z-direction can be attached.
  • the cover In order to enable assembly on the structural component, the cover can be slotted at sensible points so that the flexibility required for assembly is provided by means of a type of solid-state joint.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Roboter (1) mit einem Roboterarm (2), aufweisend mehrere motorisch angetriebene Gelenke (5) und mehrere Glieder (4), die jeweils zwei benachbarte Gelenke (5.1, 5.2) dieser angetriebenen Gelenke (5) miteinander verbinden, wobei mindestens eines dieser Glieder (4) ein tragendes Strukturbauteil (6) aufweist, das ausgebildet ist zur Übertragung von Kräften und/oder Momenten von einem benachbarten Gelenk (5.1) zu dem anderen benachbarten Gelenk (5.2), wobei das Strukturbauteil (6) mit wenigstens einer das Strukturbauteil (6) zumindest teilweise überdeckenden Abdeckung (7) und wenigstens einem Kontaktsensor (8) versehen ist, wobei der wenigstens eine Kontaktsensor (8) als eine zwischen dem Strukturbauteil (6) und der Abdeckung (7) angeordnete Schaltleiste (8.1) ausgebildet ist, und eine in die Grundstellung der Abdeckung (7) federvorgespannte, bewegliche Lagerung der Abdeckung (7) an dem Strukturbauteil (6), durch eine inhärente Elastizität der Schaltleiste (8.1) eingestellt ist.

Description

Roboter mit wenigstens einer Abdeckung und wenigstens einem Kontaktsensor
Die Erfindung betrifft einen Roboter mit einem Roboterarm, aufweisend mehrere motorisch angetriebene Gelenke und mehrere Glieder, die jeweils zwei benachbarte Gelenke dieser ange triebenen Gelenke miteinander verbinden, wobei mindestens ei nes dieser Glieder ein tragendes Strukturbauteil aufweist, das ausgebildet ist zur Übertragung von Kräften und/oder Mo menten von einem benachbarten Gelenk zu dem anderen benach barten Gelenk, wobei das Strukturbauteil mit wenigstens einer das Strukturbauteil zumindest teilweise überdeckenden Abde ckung und wenigstens einem Kontaktsensor versehen ist .
Die EP 3 246 137 Al beschreibt einen Roboter und speziell ein Strukturbauteil , das von einer Abdeckung abgedeckt ist, wobei zwischen dem Strukturbauteil und der Abdeckung mehrere Ver formungslagen, sowie ein kapazitiver Sensor und ein Pie- zosensor in einer Sandwichbauweise untergebracht sind .
Aufgabe der Erfindung ist es , einen Roboter weiterzubilden, insbesondere wenigstens ein Strukturbauteil des Roboterarms des Roboters mit einer Kollisionserkennungsvorrichtung zu versehen, die besonders einfach und dennoch sehr zuverlässig arbeitend aufgebaut ist .
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Roboter mit einem Robo terarm, aufweisend mehrere motorisch angetriebene Gelenke und mehrere Glieder, die j eweils zwei benachbarte Gelenke dieser angetriebenen Gelenke miteinander verbinden, wobei mindestens eines dieser Glieder ein tragendes Strukturbauteil aufweist, das ausgebildet ist zur Übertragung von Kräften und/oder Mo menten von einem benachbarten Gelenk zu dem anderen benach barten Gelenk, wobei das Strukturbauteil mit wenigstens einer das Strukturbauteil zumindest teilweise überdeckenden Abde- ckung und wenigstens einem Kontaktsensor versehen ist, und wobei der wenigstens eine Kontaktsensor als eine zwischen dem Strukturbauteil und der Abdeckung angeordnete Schaltleiste ausgebildet ist, und eine in die Grundstellung der Abdeckung federvorgespannte, bewegliche Lagerung der Abdeckung an dem Strukturbauteil , durch eine inhärente Elastizität der Schalt leiste eingestellt ist .
Die Erfindung bietet je nach Ausführungsform eine Verkleidung von Robotern, die in einfacher Weise auch Kontaktsensoren in den Roboter integriert . Ein Vorteil kann die schnelle und un komplizierte Montage und Demontage der Abdeckungen auf der RoboterStruktur sein, ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Federelementen für die Sensorik . Je nach Ausführung stellt sich auch ein einfacher Aufbau des Gesamtsystems ein . Ein weiterer Vorteil kann darin liegen, dass mit kostengünstigen Kontaktsensoren, insbesondere Schaltleisten, verschiedene Be- tätigungs-/AuslÖsekräfte realisiert werden können und somit auf einfache Weise die Sensitivität des Roboters in den ent sprechenden Achsen, Orientierungen und/oder Bereichen modular eingestellt werden kann . Durch Mehrfachanordnung und eine sinnvolle geometrische Gestaltung der Abdeckungen kann vor zugsweise mit einem eindimensionalen Kontaktsensor auch eine mehrachsige Kollisionserkennung durchgeführt werden . Ein wei terer Vorteil kann darin bestehen, dass mit der vorgestellten Lösung sogar auf eine separate bzw . gesonderte Führung zwi schen RoboterStruktur und Abdeckung verzichtet werden kann . Auch wenn die erfindungsgemäßen Abdeckungen, eindimensionalen Kontaktsensoren und Schaltleisten in Verbindung mit Struktur bauteilen eines Roboterarms beschrieben sind, so bedeutet dies nicht, dass die Strukturbauteile Teil eines menschenähn lichen Armes sein müssen . Vielmehr können die erfindungsgemä ßen Abdeckungen, eindimensionalen Kontaktsensoren und Schalt leisten an Strukturbauteilen beliebiger Roboter vorgesehen sein, soweit dies konstruktiv Sinn macht . Wird auf eine separate Führung zwischen RoboterStruktur und Abdeckung verzichtet, so übernimmt der wenigstens eine Kon taktsensor, insbesondere die wenigstens eine Schaltleiste selbst die Funktionalität eines Führungselementes . Besonders vorteilhaft bei einer solchen Anordnung ist, dass die Schalt leiste selbst auch die notwendigen Federeigenschäften für die Vorspannung bereitstellt . Durch diese Anordnung ist der Ge samtaufbau einfach gestaltet und die wenigstens eine Abde ckung der RoboterStruktur lässt sich einfach und schnell mon tieren und auch wieder demontieren, beispielsweise zu Ser vice- und Reparaturzwecken . Werden die Schaltleisten somit auch als Führungselernente verwendet, so gibt es zwei grundle gende Möglichkeiten der Anordnung dieser Sensorelemente . In den entsprechenden Ausführungen, insbesondere wie in den Fi guren der Erfindung dargestellt, können Kollisionen in min destens zwei Achsen detektiert werden .
Indem der wenigstens eine Kontaktsensor als eine zwischen dem Strukturbauteil und der Abdeckung angeordnete Schaltleiste ausgebildet ist, und eine in die Grundstellung der Abdeckung federvorgespannte, bewegliche Lagerung der Abdeckung an dem Strukturbauteil , durch eine inhärente Elastizität der Schalt leiste eingestellt ist, können separate Federelemente entfal len . Darüber hinaus können durch die Anzahl , die Lage und die Gestalt der Schaltleisten, der Abdeckung und/oder des Struk turbauteils die Federkraft der an dem Strukturbauteil gela gerten Abdeckung eingestellt werden .
Der Sensor kann ein Kollisionssensor sein . Alternativ oder ergänzend kann der Sensor aber auch eine andere Funktion auf weisen . Beispielsweise kann mit dem erfindungsgemäß vorge stellten Funktionsprinzip eine Mensch-Roboter Interaktion stattfinden und der Benutzer beispielsweise den Roboter hand führen und die Schaltleisten dann - alternativ oder ergänzend zur Kollisionsfunktion - verwendet werden, um ein Signal als ein Eingabebefehl durch berührenden Kontakt der Abdeckung beispielsweise mit einer Hand oder eines Fingers eines Benut zers zu detektieren .
Die Abdeckung kann einen mittleren Wandabschnitt aufweisen, der ausgebildet ist, eine erste Oberfläche des Strukturbau teils zu überdecken und wenigstens zwei , den mittleren Wand abschnitt von gegenüberliegenden Seiten begrenzende Seiten wandabschnitte aufweisen, wobei wenigstens ein erster Seiten wandabschnitt der Abdeckung eine zweite Oberfläche des Struk turbauteils teilweise oder vollständig überlappt und wenigs tens ein zweiter Seitenwandabschnitt der Abdeckung eine drit te Oberfläche des Strukturbauteils , die der zweiten Oberflä che des Strukturbauteils gegenüberliegt, teilweise oder voll ständig überlappt, und die zweite Oberfläche des Strukturbau teils wenigstens einen ersten Vorsprung aufweist, der mit ei ner ersten Hinterschneidung an der Innenseite des ersten Sei tenwandabschnitts der Abdeckung zusammenwirkt, um die Abde ckung federvorgespannt in ihrer Grundstellung an dem Struk turbauteil gegen Lösen vom Strukturbauteil gesichert zu hal ten und/oder die dritte Oberfläche des Strukturbauteils we nigstens einen zweiten Vorsprung aufweist, der mit einer zweiten Hinterschneidung an der Innenseite des zweiten Sei tenwandabschnitts der Abdeckung zusammenwirkt, um die Abde ckung federvorgespannt in ihrer Grundstellung an dem Struk turbauteil gegen Lösen vom Strukturbauteil gesichert zu hal ten .
In der am Strukturbauteil gelagerten Anordnung der Abdeckung drückt die Abdeckung elastische Abschnitte der Schaltleiste um ein Maß zusammen, das kleiner ist, als ein Maß , das die Schaltleiste elektrisch auslösen würde . Wenn die Abdeckung an dem Strukturbauteil federnd gelagert ist und demgemäß die we nigstens eine Schaltleiste elastisch vorverformt, insbesonde re elastisch zusammengedrückt ist, ist die Schaltleiste je- doch noch nicht elektrisch ausgelöst . Vielmehr verbleibt noch ein Restweg d.h. eine Restverformbarkeit an der Schaltleiste erhalten, wenn die Abdeckung an dem Strukturbauteil federnd gelagert ist, so dass bei einer Kollision die Abdeckung zu sätzlich ( gegen die Vorspannung) bewegt werden kann, um dann die Schaltleiste auszulösen .
Der erste Vorsprung des Strukturbauteils kann von einem an dem Strukturbauteil einstückig ausgeformten ersten Führungs element oder einem separat ausgebildeten und an dem Struktur bauteil befestigten ersten Führungselernent gebildet wird, wo bei die das erste Führungselernent umgreifende erste Hinter schneidung der Abdeckung von einem ersten Umbugabschnitt oder ersten Nut des ersten Seitenwandabschnitts gebildet wird, und/oder der zweite Vorsprung des Strukturbauteils kann von einem an dem Strukturbauteil einstückig ausgeformtes zweiten Führungselernent oder einem separat ausgebildeten und an dem Strukturbauteil befestigten zweiten Führungselernent gebildet werden, wobei die das zweite Führungselernent umgreifende zweite Hinterschneidung der Abdeckung von einem zweiten Um bugabschnitt oder zweiten Nut des zweiten Seitenwandab schnitts gebildet wird .
Eine besonders zuverlässige Ausführung ergibt sich, wenn die Führungselernente an dem Strukturbauteil direkt angeformt sind . Dabei entfällt die Gefahr eines unerwünschten Ablösens der Führungselernente von dem Strukturbauteil . Separat ausge bildete und an dem Strukturbauteil befestigte Führungselemen te haben den Vorteil , dass bestehende Roboterarm d.h. beste hende Strukturbauteile (die keine angeformten Führungselemen- te aufweisen) mit derartigen Führungselernenten nachgerüstet werden können .
Der erste Vorsprung des Strukturbauteils kann von einer an dem Strukturbauteil befestigten ersten Schaltleiste gebildet werden, wobei die die erste Schaltleiste umgreifende erste Hinterschneidung der Abdeckung von einem ersten Umbugab schnitt des ersten Seitenwandabschnitts gebildet wird, und/oder der zweite Vorsprung des Strukturbauteils kann von einer an dem Strukturbauteil befestigten zweiten Schaltleiste gebildet werden, wobei die die zweite Schaltleiste umgreifen de zweite Hinterschneidung der Abdeckung von einem zweiten Umbugabschnitt des zweiten Seitenwandabschnitts gebildet wird .
Bei dieser Ausführung ist vorzugsweise keinerlei Bearbeitung der RoboterStruktur d.h. des j eweiligen Strukturbauteils not wendig . Die Schaltleisten werden direkt an dem Strukturbau teil befestigt . Dies kann beispielsweise über eine Klebever bindung erfolgen . Die Gestalt der Abdeckung wird vorzugsweise so gewählt, dass sie sich wie eine Art Hülle um das Struktur bauteil des Roboterarms legen lässt, zumindest in den Berei chen, wo die Schaltleisten fixiert sind . Bei der Montage der Abdeckung können die Schaltleisten beispielsweise in x- Richtung und y-Richtung um ein Maß , wie weiter oben beschrie ben, komprimiert sein, wodurch die nötige Vorspannkraft er zeugt wird . Je nach gewünschter Betätigungskraft für die Schaltleiste für eine Kollisionserkennung in x-Richtung kann der Wert für das Offset zwischen der Abdeckung und dem Struk turbauteil gewählt werden . Bei einem geringeren Offset erhöht sich die Vorspannkraft zwischen der Abdeckung und dem Struk turbauteil und damit nimmt die Kraft ab, die zum Auslösen des Sensors notwendig ist . Weist die Schaltleiste beispielsweise durch ihre Querschnitts form und/oder ihr Komprimierungsver halten ein degressives Federverhalten auf ( ähnlich wie bei einer Tellerfeder) , so kann über die Vorspannung sowohl Betä tigungskraft als auch Betätigungsweg variiert werden . Somit kann durch eine höhere Vorspannung die Betätigungskraft ver ringert werden . Die Schaltleiste kann also ein ähnliches Fe derverhalten wie eine Tellerfeder aufweisen . Um die von der Vorspannung abhängige Sensitivität in y- Richtung zu variieren, kann die Position der Schaltleisten verändert werden . Wird die FedervorSpannung vergrößert, so verringert sich der Weg, welcher überwunden werden muss , um das Sensorelement zu betätigen . Wird an der Abdeckung ein Hinterschnitt vorgesehen, so wird sichergestellt, dass die Schaltleisten ausgelöst werden, falls aufgrund einer Kollisi on die Abdeckung abgeschlagen werden sollte . Somit bleibt der Roboter beispielsweise stehen, wenn dies passiert .
Die erste Schaltleiste und/oder die zweite Schaltleiste kön nen an eine Steuervorrichtung des Roboters angeschlossen sein, die ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das einen Fehlerzustand kennzeichnet, wenn die Abdeckung sich von dem Strukturbauteil löst und dabei der erste Umbugabschnitt des ersten Seitenwandabschnitts der Abdeckung die erste Schalt leiste betätigt und/oder der zweite Umbugabschnitt des zwei ten Seitenwandabschnitts der Abdeckung die zweite Schaltleis te betätigt . In einer solchen Ausführung dienen die Schalt leisten also nicht nur dazu, ein Berühren, ein manuelles Be wegen, ein manuelles Betätigen und/oder eine Kollision durch ein Drücken gegen die Abdeckung zu erkennen, sondern dienen auch als eine Sicherheitseinrichtung, die ein unbeabsichtig tes Lösen der Abdeckung von dem Strukturbauteil mit denselben Sensoren d.h. genau diesen Schaltleisten erkennen kann .
Die Abdeckung kann einen mittleren Wandabschnitt aufweist, der ausgebildet ist, eine erste Oberfläche des Strukturbau teils zu überdecken und wenigstens zwei , den mittleren Wand abschnitt von gegenüberliegenden Seiten begrenzende Seiten wandabschnitte aufweisen, wobei wenigstens ein erster Seiten wandabschnitt der Abdeckung eine zweite Oberfläche des Struk turbauteils teilweise oder vollständig überlappt und wenigs tens ein zweiter Seitenwandabschnitt der Abdeckung eine drit te Oberfläche des Strukturbauteils , die der zweiten Oberflä- che des Strukturbauteils gegenüberliegt, teilweise oder voll ständig überlappt, und die zweite Oberfläche des Strukturbau teils wenigstens eine erste Hinterschneidung aufweist, die mit einem an der Innenseite des ersten Seitenwandabschnitts der Abdeckung ausgebildeten ersten Vorsprung, der von einer ersten Schaltleiste gebildet wird, zusammenwirkt, um die Ab deckung federvorgespannt in ihrer Grundstellung an dem Struk turbauteil gegen Lösen vom Strukturbauteil gesichert zu hal ten und/oder die dritte Oberfläche des Strukturbauteils we nigstens eine zweite Hinterschneidung aufweist, die mit einem an der Innenseite des zweiten Seitenwandabschnitts der Abde ckung ausgebildeten zweiten Vorsprung, der von einer zweiten Schaltleiste gebildet wird, zusammenwirkt, um die Abdeckung federvorgespannt in ihrer Grundstellung an dem Strukturbau teil gegen Lösen vom Strukturbauteil gesichert zu halten .
Bei dieser Konfiguration werden die Schaltleisten direkt an der Abdeckung befestigt . Dies kann beispielsweise durch eine Klebe- oder Klemmverbindung erfolgen . Sind die Schaltleisten an der Abdeckung montiert, so ist die Abdeckung zusammen mit den Schaltleisten lediglich noch über das Strukturbauteil zu führen . Auch hier kann über das Offset zwischen dem Struktur bauteil und der Abdeckung definiert werden, wie sehr die Schaltleisten bei der Montage komprimiert und somit vorge spannt werden . Wichtig hierbei ist, dass der Weg zur Vorspan nung geringer bleibt als der Weg der überwunden werden muss , wenn die Schaltleisten aus dem Ruhezustand aus betätigt wer den . Durch die Vorspannkraft sitzt die Abdeckung auch ohne zusätzliches Führungselernent sicher auf der RoboterStruktur d.h. dem Strukturbauteil . Damit auch detektiert wird, falls sich die Abdeckung durch eine Kollision von der RoboterStruk tur lösen sollte, kann entweder ein Hinterschnitt an dem Strukturbauteil vorgesehen sein oder vorzugsweise ein kleines zusätzliches Element z.B. durch Kleben angebracht werden . So betätigt dieses Element die Schaltleiste, falls sich die Ab- deckung von dem Strukturbauteil lösen sollte und der Roboter stoppt . Durch eine Montagefase an dem zusätzlichen Element oder an dem Hinterschnitt des Strukturbauteils , ist das Mon tieren der Abdeckung auf dem Strukturbauteil leicht möglich .
Die erste Schaltleiste und/oder die zweite Schaltleiste kön nen an eine Steuervorrichtung des Roboters angeschlossen sein, die ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das einen Fehlerzustand kennzeichnet, wenn die Abdeckung sich von dem Strukturbauteil löst und dabei die erste Hinterschneidung der zweiten Oberfläche des Strukturbauteils die erste Schaltleis te der Abdeckung betätigt und/oder die zweite Hinterschnei dung der dritten Oberfläche des Strukturbauteils die zweite Schaltleiste der Abdeckung betätigt .
In allen AusfügungsVarianten kann die wenigstens eine Schalt leiste als ein elektro-mechanischer Schalter ausgebildet sein, der wenigstens einen elektrischen Leiter aufweist, der in einem elektrisch isolierenden Profil aus einem elastischen Werkstoff eingebettet ist . So kann das Profil in einer ersten Ausführung zwei parallel zueinander in einem Abstand vonei nander angeordnete Leiter aufweisen, die sich in Längserstre ckung durch das Profil hindurchziehen . In dieser ersten Aus führung wird ein elektrischer Schaltkreis geschlossen, wenn das Profil so weit zusammengedrückt wird, bis sich die beiden Leiter elektrisch kontaktierend berühren . In einer zweiten Ausführung kann ein einzelner elektrischer Leiter sich durch die Längserstreckung des Profils hindurchziehen, wobei dieser eine Leiter aus einer seriellen Kette einer Vielzahl von Mik roschaltern gebildet wird . In dieser zweiten Ausführung wird ein elektrischer Schaltkreis geöffnet, wenn das Profil so weit zusammengedrückt wird, dass einer der Mikroschalter sich öffnet . Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten und ein Versagen erkennen bzw. ausschließen zu können, besteht auch die Möglichkeit, dass an der Schaltleiste während des gesam- ten Betriebes ein geringer elektrischer Strom oder Spannung anliegt . Wird die Schaltleiste betätigt, ändert sich der überwachte Wert und es kann auf eine Kollision rückgeschlos sen werden . Wird j edoch gar kein Strom oder Spannung gemes sen, so ist auf ein Fehlverhalten der Schaltleisten rückzu schließen . So kann sichergestellt werden, dass die Schalt leisten jederzeit funktionsfähig sind und fehlerfrei arbei ten .
Die Abdeckung kann einen mittleren Wandabschnitt aufweisen, der ausgebildet ist, eine erste Oberfläche des Strukturbau teils zu überdecken und wenigstens zwei , den mittleren Wand abschnitt von gegenüberliegenden Seiten begrenzende Seiten wandabschnitte aufweisen, wobei wenigstens ein erster Seiten wandabschnitt der Abdeckung eine zweite Oberfläche des Struk turbauteils teilweise oder vollständig überlappt und wenigs tens ein zweiter Seitenwandabschnitt der Abdeckung eine drit te Oberfläche des Strukturbauteils , die der zweiten Oberflä che des Strukturbauteils gegenüberliegt, teilweise oder voll ständig überlappt, und eine dem Strukturbauteil zugewandte Innenseite der Abdeckung, insbesondere der mittlere Wandab schnitt, der erste Seitenwandabschnitt und/oder der zweite Seitenwandabschnitt, ein oder mehrere vorspringende Rippen aufweist, die ausgebildet sind, an der wenigstens einen
Schaltleiste berührend anzuliegen, derart, dass die ein oder mehreren vorspringenden Rippen bei einer Bewegung der Abde ckung relativ zum Strukturbauteil die wenigstens eine Schalt leiste betätigen, und/oder eine der Abdeckung zugewandte Au ßenseite des Strukturbauteils , insbesondere die erste Ober fläche, die zweite Oberfläche und/oder die dritte Oberfläche, ein oder mehrere vorspringende Rippen aufweist, die ausgebil det sind, an der wenigstens einen Schaltleiste berührend an zuliegen, derart, dass die ein oder mehreren vorspringenden Rippen bei einer Bewegung der Abdeckung relativ zum Struktur bauteil die wenigstens eine Schaltleiste betätigen . Die Kontaktfläche zwischen der Abdeckung, die beispielsweise mit Rippen versehen sein kann, und den Schaltleisten, ist ein weiterer Parameter, welcher die Sensitivität der Schaltleis- ten beeinflusst . Im Folgenden werden verschiedene Ausfüh- rungsVarianten beschrieben, die Rippen aufweisen . Diese Aus- führungsVarianten sind beispielhaft und können in der Geomet rie variiert sein . Kernaussage ist, dass die aufzubringende Betätigungskraft mit der Fläche der Abdeckung, welche auf der Schaltleiste anliegt, variiert . Je Größer die Kontaktfläche zwischen der Abdeckung und der Schaltleiste ist, desto größer ist die notwendige Betätigungskraft . Indem die Rippen hin sichtlich ihrer Auflägeflächen bezüglich der Schaltleisten verändert wird, kann die Sensitivität des Auslösens der
Schaltleisten variiert werden, ohne dass die Schaltleisten selbst konstruktiv verändert oder durch andere ersetzt werden müssten .
In einer ersten AusführungsVariante kann eine Vielzahl von Rippen in einer linearen Kette nebeneinander, beispielsweise in Form von Rauten oder Kreuzen an der Abdeckung angeordnet sein, wobei die Kette sich entlang der Längserstreckungen der Schaltleisten erstreckt . In einer solchen Anordnung liegen nur kurze Abschnitte eines j eden Schenkels der rautenförmigen oder kreuzförmigen Strukturen der Rippen auf den Schaltleis ten auf.
In einer zweiten AusführungsVariante kann die Vielzahl von Rippen in einer linearen Kette nebeneinander, beispielsweise in Form von Rauten oder Kreuzen an der Abdeckung angeordnet sein, wobei die Kette sich entlang der Längserstreckungen der Schaltleisten erstreckt . In einer solchen Anordnung liegen sowohl die kurzen Abschnitte eines j eden Schenkels der rau tenförmigen oder kreuzförmigen Strukturen der Rippen auf den Schaltleisten auf und zusätzlich sind jeweils zwei Schenkel der rautenförmigen oder kreuzförmigen Strukturen der Rippen mit zusätzlichen Stegen versehen, die ebenfalls auf den
Schaltleisten aufliegen . Die zusätzlichen Stege sind aller dings nur zwischen j eweils zwei Schenkeln angeordnet, wobei die j eweils benachbarten Schenkelpaare ohne zusätzliche Stege ausgebildet sind, d.h. die jeweils benachbarten Schenkelpaare frei bleiben . Die zusätzlichen Stege erstrecken sich längs der Längserstreckungen der Schaltleisten .
In einer dritten Ausführungs ariante kann die Vielzahl von Rippen in einer linearen Kette nebeneinander, beispielsweise in Form von Rauten oder Kreuzen an der Abdeckung angeordnet sein, wobei die Kette sich entlang der Längserstreckungen der Schaltleisten erstreckt . In einer solchen Anordnung liegen sowohl die kurzen Abschnitte eines jeden Schenkels der rau tenförmigen oder kreuzförmigen Strukturen der Rippen auf den Schaltleisten auf und zusätzlich sind j eweils zwei Schenkel der rautenförmigen oder kreuzförmigen Strukturen der Rippen mit zusätzlichen Stegen versehen, die ebenfalls auf den
Schaltleisten aufliegen . Die zusätzlichen Stege sind in der dritten AusführungsVariante nicht nur wie bei der zweiten AusführungsVariante zwischen j eweils zwei Schenkeln angeord net, wobei die j eweils benachbarten Schenkelpaare ohne zu sätzliche Stege ausgebildet sind, d.h. die j eweils benachbar ten Schenkelpaare frei bleiben, sondern alle Schenkel bzw . Schenkelpaare sind mit Stegen verbunden, so dass sich inso weit ein über alle quer verlaufenden Rippen durchlaufender Steg ergibt, der sich zumindest fast vollständig über die Länge der zugeordneten Schaltleiste erstreckt . Die zusätzli chen Stege erstrecken sich längs der Längserstreckungen der Schaltleisten .
Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Gesamtsystems kann erreicht werden, indem Rippen an dem Strukturbauteil oder an der Abdeckung vorgesehen werden . Die Kontaktfläche zwischen der Abdeckung, die beispielsweise mit Rippen versehen sein kann, und den Schaltleisten ist ein weiterer Parameter, wel cher die Sensitivität der Schaltleisten beeinflusst . Je grö ßer die Kontaktfläche zwischen der Abdeckung und der Schalt leiste ist, desto größer ist die zum Betätigen notwendige Kraft . So kann gezielt mittels der Geometrie der Rippen die Betätigungskraft variiert werden . Die Schaltleiste muss dabei nicht verändert werden . Außerdem wird durch die Rippen si chergestellt, dass die Schaltleiste bei einer Kollision stets ausgelöst wird, unabhängig davon, an welcher Stelle auf der Abdeckung die Krafteinleitung stattfindet . Durch ein ge schickt angeordnetes Muster der Rippen erhält die Abdeckung auch eine ausreichende Steifigkeit bei gleichzeitig leichter und kompakter Ausführung und die Kraft wird vom Kraftein- trittspunkt bis zur Auflägefläche der Rippen auf die Schalt leiste geleitet .
Die Abdeckung und/oder das Strukturbauteil kann wenigstens ein Leuchtmittel , insbesondere eine LED aufweisen, das an ei ne Steuervorrichtung des Roboters angeschlossen ist, wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, im Falle eines auslö senden Betätigens der wenigstens einen Schaltleiste, ein den Auslösezustand der Schaltleiste kennzeichnendes Signal durch Ansteuern des Leuchtmittels , insbesondere der LED am Roboter arm optisch anzuzeigen .
Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nach folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert . Konkrete Merkmale dieser exemplari schen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in wel chem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, all gemeine Merkmale der Erfindung darstellen .
Es zeigen : Fig . 1 einen beispielhaften Roboterarm mit mehreren Gelen ken und diese Gelenke verbindenden Gliedern,
Fig . 2 eine schematische Darstellung in einer Schnittan sicht einer ersten Aus führungs form eines Struktur bauteils und einer Abdeckung mit angeformten Vor sprüngen an dem Strukturbauteil in einer Grundstel lung,
Fig . 3 eine schematische Darstellung in einer Schnittan sicht der ersten Aus führungs form des Strukturbau teils und der Abdeckung mit angeformten Vorsprüngen an dem Strukturbauteil gemäß Fig . 2 in einer ge drückten Kollisionsstellung,
Fig . 4 eine schematische Darstellung in einer Schnittan sicht einer zweiten Aus führungs form eines Struktur bauteils und einer Abdeckung mit separaten Vorsprün gen an dem Strukturbauteil in einer Grundstellung,
Fig . 5 eine schematische Darstellung in einer Schnittan sicht der zweiten Aus führungs form des Strukturbau teils und der Abdeckung mit separaten Vorsprüngen an dem Strukturbauteil gemäß Fig . 4 in einer gedrückten Kollisionsstellung,
Fig . 6 eine schematische Darstellung in einer Schnittan sicht einer dritten Aus führungs form eines Struktur bauteils und einer Abdeckung mit seitlichen Schalt leisten an dem Strukturbauteil in einer Grundstel lung,
Fig. 7 eine schematische Darstellung in einer Schnittan sicht der dritten Aus führungs form des Strukturbau teils und der Abdeckung mit seitlichen Schaltleisten an dem Strukturbauteil gemäß Fig . 6 in einer ge drückten Kollisionsstellung,
Fig . 8-10 schematische Darstellungen verschiedener Ausfüh rungsformen von vorspringenden Rippen an einer In nenseite der Abdeckung, und
Fig . 11 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines beispielhaften Strukturbauteils , das mehrere Schalt leisten aufweist, mit einer Abdeckung kurz vor einem Aufsetzen und mit definierter Formgebung für eine einfache Montage .
In der Fig . 1 ist ein repräsentatives Ausführungsbeispiel ei nes Roboters 1 gezeigt mit einem Roboterarm 2 und einer zug hörigen Steuervorrichtung 3. Der Roboterarm 2 weist mehrere Glieder 4 und die Glieder 4 gegeneinander verstellende Gelen ke 5 auf . Jedes Gelenk 5 ist von j eweils einem Gelenkmotor des Roboterarms 2 angetrieben . Die Steuervorrichtung 3 ist ausgebildet und eingerichtet, die Gelenkmotoren anzusteuern, um die Glieder 4 des Roboterarms 2 durch automatisches Ver stellen der Gelenke 5 zu bewegen .
Demgemäß weist der Roboterarm 2 mehrere motorisch angetriebe ne Gelenke 5 und mehrere Glieder 4 auf, die jeweils zwei be nachbarte Gelenke 5 dieser angetriebenen Gelenke 5 miteinan der verbinden, wobei mindestens eines dieser Glieder 4 ein tragendes Strukturbauteil 6 aufweist, das ausgebildet ist zur Übertragung von Bewegungen, Kräften und/oder Momenten von ei nem benachbarten Gelenk 5.1 zu dem anderen benachbarten Ge lenk 5.2.
Wie insbesondere in Fig . 2 bis Fig . 7 in verschiedenen Aus führungsvarianten dargestellt ist, weist bei dem Roboterarm 2 wenigstens eines der Strukturbauteile 6 eine das zugeordnete Strukturbauteil 6 zumindest teilweise überdeckende Abdeckung 7 und wenigstens einen Kontaktsensor 8 auf . Der wenigstens eine Kontaktsensor 8 ist erfindungsgemäße als eine zwischen dem Strukturbauteil 6 und der Abdeckung 7 angeordnete Schalt leiste 8.1 ausgebildet . Eine in die jeweilige Grundstellung ( Fig . 2 , Fig. 4, Fig . 6 ) der Abdeckung 7 federvorgespannte, bewegliche Lagerung der Abdeckung 7 an dem Strukturbauteil 6 erfolgt durch eine inhärente Elastizität der wenigstens einen Schaltleiste 8.1.
Die Abdeckung 7 weist einen mittleren Wandabschnitt 7.3 auf, der ausgebildet ist, eine erste Oberfläche 6.1 des Struktur bauteils 6 zu überdecken und wenigstens zwei , den mittleren Wandabschnitt 7.3 von gegenüberliegenden Seiten begrenzende Seitenwandabschnitte 7.1, 7.2 auf, wobei wenigstens ein ers ter Seitenwandabschnitt 7.1 der Abdeckung 7 eine zweite Ober fläche 6.2 des Strukturbauteils 6 teilweise oder vollständig überlappt und wenigstens ein zweiter Seitenwandabschnitt 7.2 der Abdeckung 7 eine dritte Oberfläche 6.3 des Strukturbau teils 6, die der zweiten Oberfläche 6.2 des Strukturbauteils 6 gegenüberliegt, teilweise oder vollständig überlappt .
Gemäß den Ausführungen der Fig . 2 bis Fig . 5 weist die zweite Oberfläche 6.2 des Strukturbauteils 6 wenigstens einen ersten Vorsprung 9.1 auf, der mit einer ersten Hinterschneidung 10.1 an der Innenseite des ersten Seitenwandabschnitts 7.1 der Ab deckung 7 zusammenwirkt, um die Abdeckung 7 federvorgespannt in ihrer Grundstellung ( Fig . 2 , Fig . 4 ) an dem Strukturbau teil 6 gegen Lösen vom Strukturbauteil 6 gesichert zu halten .
Alternativ oder ergänzend kann die dritte Oberfläche 6.3 des Strukturbauteils 6 wenigstens einen zweiten Vorsprung 9.2 aufweisen, der mit einer zweiten Hinterschneidung 10.2 an der Innenseite des zweiten Seitenwandabschnitts 7.2 der Abdeckung 7 zusammenwirkt, um die Abdeckung 7 federvorgespannt in ihrer Grundstellung ( Fig . 2 , Fig . 4 ) an dem Strukturbauteil 6 gegen Lösen vom Strukturbauteil 6 gesichert zu halten .
In der in Fig . 2 und Fig . 3 dargestellten Ausführungsform wird der erste Vorsprung 9.1 des Strukturbauteils 6 von einem an dem Strukturbauteil 6 einstückig ausgeformten ersten Füh rungselement 11.1 gebildet und der zweite Vorsprung 9.2 des Strukturbauteils 6 von einem an dem Strukturbauteil 6 einstü ckig ausgeformten zweiten Führungselernent 11.2 gebildet . In der in Fig . 4 und Fig . 5 dargestellten abgewandelten Ausfüh rungsform wird der erste Vorsprung 9.1 des Strukturbauteils 6 hingegen von einem separat ausgebildeten und an dem Struktur bauteil 6 befestigten ersten Führungselernent 12.1 gebildet und der zweite Vorsprung 9.2 des Strukturbauteils 6 von einem separat ausgebildeten und an dem Strukturbauteil 6 befestig ten zweiten Führungselernent 12.2 gebildet .
Wie in Fig . 4 und Fig . 5 dargestellt ist, wird im Falle die ser Ausführungsform die das erste Führungselernent 12.1 um greifende erste Hinterschneidung 10.1 der Abdeckung 7 von ei ner ersten Nut 13.1 des ersten Seitenwandabschnitts 7.1 ge bildet und die das zweite Führungselernent 12.2 umgreifende zweite Hinterschneidung 10.2 der Abdeckung 7 von einer zwei ten Nut 13.2 des ersten Seitenwandabschnitts 7.1 gebildet .
Im Falle der Fig . 4 und Fig . 5 kann die erste Nut 13.1 gege benenfalls auch durch einen ersten Umbugabschnitt 14.1 analog der Fig . 6 und Fig . 7 und die zweite Nut 13.2 durch einen zweiten Umbugabschnitt 14.2 analog der Fig . 6 und Fig . 7 er setzt sein .
In der Ausführungsform gemäß Fig . 6 und Fig . 7 wird der erste Vorsprung 9.1 des Strukturbauteils 6 von einer an dem Struk turbauteil 6 befestigten ersten Schaltleiste 8.1 gebildet, wobei die die erste Schaltleiste 8.1 umgreifende erste Hin terschneidung 10.1 der Abdeckung 7 von einem ersten Umbugab schnitt 14.1 des ersten Seitenwandabschnitts 7.1 gebildet wird, und der zweite Vorsprung 9.2 des Strukturbauteils 6 von einer an dem Strukturbauteil 6 befestigten zweiten Schalt leiste 8.2 gebildet wird, wobei die die zweite Schaltleiste 8.2 umgreifende zweite Hinterschneidung 10.2 der Abdeckung 7 von einem zweiten Umbugabschnitt 14.2 des zweiten Seitenwand abschnitts 7.2 gebildet wird .
Die erste Schaltleiste 8.1 und/oder die zweite Schaltleiste 8.2 ist an die Steuervorrichtung 3 ( Fig . 1 ) des Roboters 1 angeschlossen, die ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das einen Fehlerzustand kennzeichnet, wenn die Abdeckung 7 sich von dem Strukturbauteil 6 löst und dabei der erste Um bugabschnitt 14.1 des ersten Seitenwandabschnitts 7.1 der Ab deckung 7 die erste Schaltleiste 8.1 betätigt oder der zweite Umbugabschnitt 14.2 des zweiten Seitenwandabschnitts 7.2 der Abdeckung 7 die zweite Schaltleiste 8.2 betätigt . Es wird über diese Schaltleisten nicht nur detektiert, wenn sich z.B. die Abdeckung lösen würde, sondern allgemein, wenn eine Be rührung oder eine Kollision auftritt .
Zurückkommend auf die Fig . 2 und Fig . 3 weist in der dort dargestellten Ausführungsform die Abdeckung 7 einen mittleren Wandabschnitt 7.3 auf, der ausgebildet ist, eine erste Ober fläche 6.1 des Strukturbauteils 6 zu überdecken und weist we nigstens zwei , den mittleren Wandabschnitt 7.3 von gegenüber liegenden Seiten begrenzende Seitenwandabschnitte 6.2 und 6.3 auf, wobei wenigstens ein erster Seitenwandabschnitt 7.1 der Abdeckung 7 eine zweite Oberfläche 6.2 des Strukturbauteils 6 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels teilweise überlappt und wenigstens ein zweiter Seitenwandabschnitt 7.2 der Abdeckung 7 eine dritte Oberfläche 6.3 des Strukturbau teils 6, die der zweiten Oberfläche 6.2 des Strukturbauteils 6 gegenüberliegt, im Falle des vorliegenden Ausführungsbei spiels auch teilweise überlappt .
Die zweite Oberfläche 6.2 des Strukturbauteils 6 weist dabei aufgrund des einstückig ausgeformten ersten Führungselernents
11.1 eine erste Hinterschneidung 15.1 auf, die mit einem an der Innenseite des ersten Seitenwandabschnitts 7.1 der Abde ckung 7 ausgebildeten ersten Vorsprung 16.1, der von einer ersten Schaltleiste 8.1 gebildet wird, zusammenwirkt, um die Abdeckung 7 federvorgespannt in ihrer Grundstellung an dem Strukturbauteil 6 gegen Lösen vom Strukturbauteil 6 gesichert zu halten . Auch die dritte Oberfläche 6.3 des Strukturbau teils 6 weist in dieser Aus führungs form eine zweite Hinter schneidung 15.2 auf, die mit einem an der Innenseite des zweiten Seitenwandabschnitts 7.2 der Abdeckung 7 ausgebilde ten zweiten Vorsprung 16.2, der von einer zweiten Schaltleis te 8.1 gebildet wird, zusammenwirkt, um die Abdeckung 7 fe dervorgespannt in ihrer Grundstellung an dem Strukturbauteil
6 gegen Lösen vom Strukturbauteil 6 gesichert zu halten . Die Abdeckung 7 mit ihren an dem ersten Seitenwandabschnitt 7.1 und dem zweiten Seitenwandabschnitt 7.2 angebrachten seitli chen Schaltleisten 8.1 als zweite Vorsprünge 16.2 begrenzen insoweit die erste Hinterschneidung 10.1 bzw . die zweite Hin terschneidung 10.2.
Die erste Schaltleiste 8.1 und/oder die zweite Schaltleiste
8.1 sind an die Steuervorrichtung 3 ( Fig . 1 ) des Roboters 1 angeschlossen, die ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das einen Fehlerzustand kennzeichnet, wenn die Abdeckung 7 sich von dem Strukturbauteil 6 löst und dabei die erste Hin terschneidung 15.1 der zweiten Oberfläche 6.2 des Struktur bauteils 6 bzw . aufgrund des einstückig ausgeformten ersten Führungselernents 11.1, die erste Schaltleiste 8.1 der Abde ckung 7 betätigt und/oder die zweite Hinterschneidüng 15.2 der dritten Oberfläche 6.3 des Strukturbauteils 6 bzw . auf- grund des einstückig ausgeformten zweiten Führungselernents
11.2, die zweite Schaltleiste 8.1 der Abdeckung 7 betätigt .
In Allen Ausführungsformen kann die Abdeckung 7 eine dem Strukturbauteil 6 zugewandte Innenseite aufweisen, d.h. ins besondere der mittlere Wandabschnitt 7.3, der erste Seiten wandabschnitt 7.1 und/oder der zweite Seitenwandabschnitt
7.2, jeweils an der Innenseite, ein oder mehrere vorspringen de Rippen 17 aufweisen, die ausgebildet sind, an der wenigs tens einen Schaltleiste 8.1 berührend anzuliegen, derart, dass die ein oder mehreren vorspringenden Rippen 17 bei einer Bewegung der Abdeckung 7 relativ zum Strukturbauteil 6 die wenigstens eine Schaltleiste 8.1 betätigen .
Alternativ oder ergänzend kann eine der Abdeckung 7 zugewand te Außenseite des Strukturbauteils 6, insbesondere die erste Oberfläche 6.1, die zweite Oberfläche 6.2 und/oder die dritte Oberfläche 6.3, ebenso ein oder mehrere vorspringende Rippen 17 aufweisen, die ausgebildet sind, an der wenigstens einen Schaltleiste 8.1 berührend anzuliegen, derart, dass die ein oder mehreren vorspringenden Rippen 17 bei einer Bewegung der Abdeckung 7 relativ zum Strukturbauteil 6 die wenigstens eine Schaltleiste 8.1 betätigen .
In der ersten AusführungsVariante gemäß Fig . 8 sind eine Vielzahl von Rippen 17 in einer linearen Kette nebeneinander, beispielsweise in Form von Rauten oder Kreuzen, oder einer beliebigen anderen Geometrie, an der Abdeckung 7 angeordnet, wobei die Kette sich entlang der Längserstreckungen der
Schaltleisten 8.1 erstreckt . In einer solchen Anordnung gemäß Fig . 8 liegen demgemäß - wie durch den gestrichelt darge stellten Rahmen 19 aufgezeigt - nur kurze Abschnitte eines jeden Schenkels der rautenförmigen oder kreuzförmigen Struk turen der Rippen 17 auf den Schaltleisten 8.1 auf . In der zweiten AusführungsVariante gemäß Fig . 9 sind die Vielzahl von Rippen 17 in einer linearen Kette nebeneinander, beispielsweise in Form von Rauten oder Kreuzen an der Abde ckung 7 angeordnet, wobei die Kette sich entlang der Längser streckungen der Schaltleisten 8.1 erstreckt . In einer solchen Anordnung gemäß Fig . 9 liegen demgemäß - wie durch den ge strichelt dargestellten Rahmen 19 aufgezeigt - sowohl die kurzen Abschnitte eines j eden Schenkels der rautenförmigen oder kreuzförmigen Strukturen der Rippen 17 , wie in der Ver sion gemäß Fig . 8 auf den Schaltleisten 8.1 auf und zusätz lich sind jeweils zwei Schenkel der rautenförmigen oder kreuzförmigen Strukturen der Rippen 17 mit zusätzlichen Ste gen 20 versehen, die ebenfalls auf den Schaltleisten 8.1 auf liegen . Die zusätzlichen Stege 20 sind allerdings nur zwi schen j eweils zwei Schenkeln angeordnet, wobei die j eweils benachbarten Schenkelpaare ohne zusätzliche Stege 20 ausge bildet sind, d.h. die j eweils benachbarten Schenkelpaare frei bleiben .
In der dritten AusführungsVariante gemäß Fig . 10 sind die Vielzahl von Rippen 17 in einer linearen Kette nebeneinander, beispielsweise in Form von Rauten oder Kreuzen an der Abde ckung 7 angeordnet, wobei die Kette sich entlang der Längser streckungen der Schaltleisten 8.1 erstreckt . In einer solchen Anordnung gemäß Fig . 10 liegen demgemäß - wie durch den ge strichelt dargestellten Rahmen 19 aufgezeigt - sowohl die kurzen Abschnitte eines jeden Schenkels der rautenförmigen oder kreuzförmigen Strukturen der Rippen 17 , wie in der Ver sion gemäß Fig . 8 auf den Schaltleisten 8.1 auf und zusätz lich sind j eweils zwei Schenkel der rautenförmigen oder kreuzförmigen Strukturen der Rippen 17 mit zusätzlichen Ste gen 20 versehen, die ebenfalls auf den Schaltleisten 8.1 auf liegen . Die zusätzlichen Stege 20 sind in der dritten Ausfüh rungsVariante gemäß Fig . 10 nicht nur wie bei Fig . 19 zwi schen j eweils zwei Schenkeln angeordnet, wobei die j eweils benachbarten Schenkelpaare ohne zusätzliche Stege 20 ausge bildet sind, d.h. die jeweils benachbarten Schenkelpaare frei bleiben, sondern alle Schenkel bzw. Schenkelpaare sind mit Stegen 20 verbunden, so dass sich ein über alle quer verlau fenden Rippen 17 durchlaufender Steg 20 ergibt, der sich fast vollständig über die Länge der zugeordneten Schaltleiste 8.1 erstreckt, wie dies insbesondere durch den in Fig. 10 gestri chelt dargestellten Rahmen 19 aufgezeigt ist . Die Verrippun gen bzw . die Auflägeflächen können je nach Anforderung belie big variiert werden .
Wie in Fig .1 schematisch dargestellt ist, kann die Abdeckung 7 und/oder das Strukturbauteil 6 wenigstens ein Leuchtmittel 18 , insbesondere eine LED, aufweisen, das an die Steuervor richtung 3 des Roboters 1 angeschlossen ist, wobei die Steu ervorrichtung 3 eingerichtet ist, im Falle eines auslösenden Betätigens der wenigstens einen Schaltleiste 8.1, ein den Auslösezustand der Schaltleiste 8.1 kennzeichnendes Signal durch Ansteuern des Leuchtmittels 18 , insbesondere der LED, am Roboterarm 2 optisch anzuzeigen .
Die Fig . 11 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein bei spielhaftes Strukturbauteil 6, das vereinfacht als ein Quader dargestellt ist und eine haubenartige Abdeckung 7 während ei ner Montagebewegung (Pfeile ) . Das Strukturbauteil 6 weist an seiner in Fig . 11 nach oben weisenden ersten Oberfläche 6.1 zwei in einem Abstand voneinander angeordnete, sich parallel zueinander erstreckende Schaltleisten 8.1 auf . Die in Fig . 11 nach vorne weisende, lange zweite Oberfläche 6.2 weist eine einzelne Schaltleiste 8.1 auf . Auch die in Fig . 11 nicht sichtbare, der zweite Oberfläche 6.1 gegenüberliegende, lange dritte Oberfläche 6.3 weist eine einzelne Schaltleiste 8.1 auf . Darüber hinaus weisen auch die in Fig . 11 nach vorne weisende, kurze Oberfläche eine kurze Schaltleiste 8.1 auf und die nicht sichtbare, der vorderen kurzen Oberfläche ge- genüberliegende kurze Oberfläche weist ebenfalls eine kurze Schaltleiste 8.1 auf . Die Seitenwandabschnitte 7.1, 7.2 der Abdeckung 7 können, wie in Fig . 11 dargestellt ist, mit
Schlitzen 21 versehen sein . Mittels der Schlitze 21 kann die Elastizität der Seitenwandabschnitte 7.1, 7.2 lokal gezielt erhöht werden, um die Abdeckung 7 in einfacher Weise auf das Strukturbauteil 6 aufrasten bzw . aufschnappen lassen zu kön nen .
Neben einer zweidimensionalen Kollisionsüberwachung kann in einer Ausführung gemäß Fig . 11 durch eine sinnvolle Anordnung der Komponenten auch der dreidimensionale Achszustand über wacht werden, ohne einen dreidimensionalen Kraftsensor ver wenden zu müssen . Dazu ist lediglich die Abdeckung auf dem Strukturbauteil und den Schaltleisten in den entsprechenden Richtungen vorzusehen . In Fig . 11 ist eine mögliche Anordnung visualisiert . Wie beschrieben werden die Schaltleisten in x- Richtung und y-Richtung angeordnet . Zusätzlich können weitere Schaltleisten mit Auslöserichtung in z-Richtung angebracht werden . Um eine Montage auf dem Strukturbauteil zu ermögli- chen, kann die Abdeckung an sinnvollen Stellen geschlitzt werden, sodass mittels einer Art Feststoffgelenke die notwen dige Nachgiebigkeit für eine Montage bereitgestellt wird .

Claims

Patentansprüche
1. Roboter mit einem Roboterarm (2), aufweisend mehrere mo torisch angetriebene Gelenke (5) und mehrere Glieder (4), die j eweils zwei benachbarte Gelenke (5.1, 5.2) dieser angetriebenen Gelenke (5) miteinander verbinden, wobei mindestens eines dieser Glieder (4) ein tragendes Strukturbauteil (6) aufweist, das ausgebildet ist zur Übertragung von Kräften und/oder Momenten von einem be nachbarten Gelenk (5.1) zu dem anderen benachbarten Ge lenk (5.2) , wobei das Strukturbauteil (6) mit wenigstens einer das Strukturbauteil (6) zumindest teilweise über deckenden Abdeckung (7) und wenigstens einem Kon
taktsensor (8) versehen ist, dadurch gekennzeichnet , dass der wenigstens eine Kontaktsensor (8) als eine zwi schen dem Strukturbauteil (6) und der Abdeckung (7) an geordnete Schaltleiste (8.1) ausgebildet ist, und eine in die Grundstellung der Abdeckung (7) federvorgespann te, bewegliche Lagerung der Abdeckung (7) an dem Struk turbauteil (6), durch eine inhärente Elastizität der Schaltleiste (8.1) eingestellt ist .
2. Roboter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (7) einen mittleren Wandabschnitt (7.3) aufweist, der ausgebildet ist, eine erste Oberfläche (6.1) des Strukturbauteils (6) zu überdecken und wenigs tens zwei , den mittleren Wandabschnitt (7.3) von gegen überliegenden Seiten begrenzende Seitenwandabschnitte (7.1, 7.2) aufweist, wobei wenigstens ein erster Seiten wandabschnitt (7.1) der Abdeckung (7) eine zweite Ober fläche (6.2) des Strukturbauteils teilweise oder voll ständig überlappt und wenigstens ein zweiter Seitenwand abschnitt (7.2) der Abdeckung (7) eine dritte Oberfläche (6.3) des Strukturbauteils (6), die der zweiten Oberflä che (6.2) des Strukturbauteils (6) gegenüberliegt, teil- weise oder vollständig überlappt, und die zweite Ober fläche (6.2) des Strukturbauteils (6) wenigstens einen ersten Vorsprung (9.1) aufweist, der mit einer ersten Hinterschneidung (10.1) an der Innenseite des ersten Seitenwandabschnitts (7.1) der Abdeckung (7) zusammen wirkt, um die Abdeckung (7) feder orgespannt in ihrer Grundstellung an dem Strukturbauteil (6) gegen Lösen vom Strukturbauteil (6) gesichert zu halten und/oder die dritte Oberfläche (6.3) des Strukturbauteils (6) wenigs tens einen zweiten Vorsprung (9.2) aufweist, der mit ei ner zweiten Hinterschneidung (10.2) an der Innenseite des zweiten Seitenwandabschnitts (7.2) der Abdeckung (7) zusammenwirkt, um die Abdeckung (7) federvorgespannt in ihrer Grundstellung an dem Strukturbauteil (6) gegen Lö sen vom Strukturbauteil (6) gesichert zu halten .
3. Roboter nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorsprung (9.1) des Strukturbauteils (6) von einem an dem Strukturbauteil (6) einstückig ausgeformten ersten Führungselernent (11.1) oder einem separat ausge bildeten und an dem Strukturbauteil (6) befestigten ers ten Führungselernent (11.1) gebildet wird, wobei die das erste Führungselernent (11.1) umgreifende erste Hinter schneidung (10.1) der Abdeckung (7) von einem ersten Um bugabschnitt (14.1) oder ersten Nut (13.1) des ersten Seitenwandabschnitts (7.1) gebildet wird, und/oder der zweite Vorsprung (9.2) des Strukturbauteils (6) von ei nem an dem Strukturbauteil (6) einstückig ausgeformtes zweiten Führungselernent (11.2) oder einem separat ausge bildeten und an dem Strukturbauteil befestigten zweiten Führungselernent (11.2) gebildet wird, wobei die das zweite Führungselernent (11.2) umgreifende zweite Hinter schneidung (10.2) der Abdeckung (7) von einem zweiten Umbugabschnitt (14.2) oder zweiten Nut (13.2) des zwei ten Seitenwandabschnitts (7.2) gebildet wird .
4. Roboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorsprung (9.1) des Strukturbauteils (6) von einer an dem Strukturbauteil (6) befestigten ersten Schaltleiste (8.1) gebildet wird, wobei die die erste Schaltleiste (8.1) umgreifende erste Hinterschneidung
(10.1) der Abdeckung (7) von einem ersten Umbugabschnitt
(14.1) des ersten Seitenwandabschnitts (7.1) gebildet wird, und/oder der zweite Vorsprung (9.2) des Struktur bauteils (6) von einer an dem Strukturbauteil (6) befes tigten zweiten Schaltleiste (8.1) gebildet wird, wobei die die zweite Schaltleiste (8.1) umgreifende zweite Hinterschneidung (10.2) der Abdeckung (7) von einem zweiten Umbugabschnitt (14.2) des zweiten Seitenwandab schnitts (7.2) gebildet wird .
5. Roboter nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltleiste (8.1) und/oder die zweite Schalt leiste (8.1) an eine Steuervorrichtung (3) des Roboters
(1) angeschlossen sind, die ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das einen Fehlerzustand kennzeichnet, wenn die Abdeckung (7) sich von dem Strukturbauteil (6) löst und dabei der erste Umbugabschnitt (14.1) des ersten Seitenwandabschnitts (7.1) der Abdeckung (7) die erste Schaltleiste (8.1) betätigt und/oder der zweite Umbugab schnitt (14.2) des zweiten Seitenwandabschnitts (7.2) der Abdeckung (7) die zweite Schaltleiste (8.1) betä tigt .
6. Roboter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (7) einen mittleren Wandabschnitt (7.3) aufweist, der ausgebildet ist, eine erste Oberfläche
(6.1) des Strukturbauteils (6) zu überdecken und wenigs tens zwei , den mittleren Wandabschnitt (7.3) von gegen überliegenden Seiten begrenzende Seitenwandabschnitte
(7.1, 7.2) aufweist, wobei wenigstens ein erster Seiten- wandabschnitt (7.1) der Abdeckung (7) eine zweite Ober fläche (6.2) des Strukturbauteils (6) teilweise oder vollständig überlappt und wenigstens ein zweiter Seiten wandabschnitt (7.2) der Abdeckung (7) eine dritte Ober fläche (6.3) des Strukturbauteils (6), die der zweiten Oberfläche (6.2) des Strukturbauteils (6) gegenüber liegt, teilweise oder vollständig überlappt, und die zweite Oberfläche (6.2) des Strukturbauteils (6) wenigs tens eine erste Hinterschneidung (15.1) aufweist, die mit einem an der Innenseite des ersten Seitenwandab schnitts (7.1) der Abdeckung (7) ausgebildeten ersten Vorsprung (16.1) , der von einer ersten Schaltleiste (8.1) gebildet wird, zusammenwirkt, um die Abdeckung (7) federvorgespannt in ihrer Grundstellung an dem Struktur bauteil (6) gegen Lösen vom Strukturbauteil (6) gesi chert zu halten und/oder die dritte Oberfläche (6.3) des Strukturbauteils (6) wenigstens eine zweite Hinter schneidung (15.2) aufweist, die mit einem an der Innen seite des zweiten Seitenwandabschnitts (7.2) der Abde ckung (7) ausgebildeten zweiten Vorsprung (16.2) , der von einer zweiten Schaltleiste (8.1) gebildet wird, zu sammenwirkt, um die Abdeckung (7) federvorgespannt in ihrer Grundstellung an dem Strukturbauteil (6) gegen Lö sen vom Strukturbauteil (6) gesichert zu halten .
7. Roboter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltleiste (8.1) und/oder die zweite Schalt leiste (8.1) an eine Steuervorrichtung (3) des Roboters (1) angeschlossen sind, die ausgebildet ist, ein Signal zu erzeugen, das einen Fehlerzustand kennzeichnet, wenn die Abdeckung (7) sich von dem Strukturbauteil (6) löst und dabei die erste Hinterschneidung (15.1) der zweiten Oberfläche (6.2) des Strukturbauteils (6) die erste Schaltleiste (8.1) der Abdeckung (7) betätigt und/oder die zweite Hinterschneidung (15.2) der dritten Oberflä- che (6.3) des Strukturbauteils (6) die zweite Schalt leiste (8.1) der Abdeckung (7) betätigt.
8. Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch ge kennzeichnet, dass die wenigstens eine Schaltleiste (8.1) als ein elektro-mechanischer Schalter ausgebildet ist, der wenigstens einen elektrischen Leiter aufweist, der in einem elektrisch isolierendem Profil aus einem elastischen Werkstoff eingebettet ist .
9. Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch ge kennzeichnet, dass die Abdeckung (7) einen mittleren Wandabschnitt (7.3) aufweist, der ausgebildet ist, eine erste Oberfläche (6.1) des Strukturbauteils (6) zu über decken und wenigstens zwei , den mittleren Wandabschnitt (7.3) von gegenüberliegenden Seiten begrenzende Seiten wandabschnitte (7.1, 7.2) aufweist, wobei wenigstens ein erster Seitenwandabschnitt (7.1) der Abdeckung (7) eine zweite Oberfläche (6.2) des Strukturbauteils ( 6) teil weise oder vollständig überlappt und wenigstens ein zweiter Seitenwandabschnitt (7.2) der Abdeckung (7) eine dritte Oberfläche (6.3) des Strukturbauteils ( 6) , die der zweiten Oberfläche (6.2) des Strukturbauteils (6) gegenüberliegt, teilweise oder vollständig überlappt, und eine dem Strukturbauteil (6) zugewandte Innenseite der Abdeckung (7), insbesondere der mittlere Wandab schnitt (7.3) , der erste Seitenwandabschnitt (7.1) und/oder der zweite Seitenwandabschnitt (7.2) , ein oder mehrere vorspringende Rippen ( 17 ) aufweist, die ausge bildet sind, an der wenigstens einen Schaltleiste (8.1) berührend anzuliegen, derart, dass die ein oder mehreren vorspringenden Rippen ( 17 ) bei einer Bewegung der Abde ckung (7) relativ zum Strukturbauteil (6) die wenigstens eine Schaltleiste (8.1) betätigen, und/oder eine der Ab deckung (7) zugewandte Außenseite des Strukturbauteils (6), insbesondere die erste Oberfläche (6.1) , die zweite Oberfläche (6.2) und/oder die dritte Oberfläche (6.3) , ein oder mehrere vorspringende Rippen ( 17 ) aufweist , die ausgebildet sind, an der wenigstens einen Schaltleiste (8.1) berührend anzuliegen, derart, dass die ein oder mehreren vorspringenden Rippen ( 17 ) bei einer Bewegung der Abdeckung (7) relativ zum Strukturbauteil (6) die wenigstens eine Schaltleiste (8.1) betätigen .
10. Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Abdeckung (7) und/oder das Struk turbauteil (6) wenigstens ein Leuchtmittel (18), insbe sondere eine LED aufweist, das an eine Steuervorrichtung (3) des Roboters (1) angeschlossen ist, wobei die Steu ervorrichtung (3) eingerichtet ist, im Falle eines aus- lösenden Betätigens der wenigstens einen Schaltleiste
(8.1) , ein den Auslösezustand der Schaltleiste (8.1) kennzeichnendes Signal durch Ansteuern des Leuchtmittels (18), insbesondere der LED am Roboterarm (2) optisch an zuzeigen .
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